1 . 阅读如下资料:
i.乙烯可在加热条件下催化氧化制得环氧乙烷( );具有强穿透力的环氧乙烷在常温下能杀灭微生物。
ii.环氧乙烷与水在加压、加热的条件下化合为乙二醇;乙二醇的熔点为-12.9℃,沸点197.3℃;能与水、丙酮等互溶。
iii.汽车铝制水箱(即散热器)中盛装的某防冻液(乙二醇与水是主要成分,体积比约1:1),沸点为108℃,冰点为-38℃;其中常加入适量NaH2PO4,用来消除水箱中严生的碱性水垢,从而提高散热效果。
iv.25℃ H3PO4Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13。
结合题干信息,请按要求回答下列问题:
(1)环氧乙烷的分子式:____ ,其含有的官能团名称:____ 。
(2)乙二醇能与丙酮互溶的原因可能是乙二醇与丙酮都是极性分子,符合“相似相溶”的规律,还可能是____ 。
(3)结合ii、iii、iv中数据信息解释如下问题。
①NaH2PO4能除水垢的原因为____ ;故NaH2PO4水溶液显弱酸性,可消除碱性水垢。
②防冻液在使用一段时间后pH会降低的可能原因为____ 。
(4)结合已学知识及i、ii中信息,将如下两种合成乙二醇的路线补充完整(方框内填有机产物,箭头上填无机试剂及其反应条件)
①CH2=CH2→CH2OHCH2OH____
②CH2=CH2→→CH2OHCH2OH____
生产乙二醇常采用路线②而不采用路线①,其可能原因(写出一种)是____ 。
i.乙烯可在加热条件下催化氧化制得环氧乙烷( );具有强穿透力的环氧乙烷在常温下能杀灭微生物。
ii.环氧乙烷与水在加压、加热的条件下化合为乙二醇;乙二醇的熔点为-12.9℃,沸点197.3℃;能与水、丙酮等互溶。
iii.汽车铝制水箱(即散热器)中盛装的某防冻液(乙二醇与水是主要成分,体积比约1:1),沸点为108℃,冰点为-38℃;其中常加入适量NaH2PO4,用来消除水箱中严生的碱性水垢,从而提高散热效果。
iv.25℃ H3PO4Ka1=6.9×10-3,Ka2=6.2×10-8,Ka3=4.8×10-13。
结合题干信息,请按要求回答下列问题:
(1)环氧乙烷的分子式:
(2)乙二醇能与丙酮互溶的原因可能是乙二醇与丙酮都是极性分子,符合“相似相溶”的规律,还可能是
(3)结合ii、iii、iv中数据信息解释如下问题。
①NaH2PO4能除水垢的原因为
②防冻液在使用一段时间后pH会降低的可能原因为
(4)结合已学知识及i、ii中信息,将如下两种合成乙二醇的路线补充完整(方框内填有机产物,箭头上填无机试剂及其反应条件)
①CH2=CH2→CH2OHCH2OH
②CH2=CH2→→CH2OHCH2OH
生产乙二醇常采用路线②而不采用路线①,其可能原因(写出一种)是
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2022-03-13更新
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183次组卷
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2卷引用:天津市河西区2021-2022学年高三上学期期末考试 化学试题
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解题方法
2 . 雾霾含有大量的污染物SO2、NO,工业上变废为宝利用工业尾气获得NH4NO3 产品的流程图如下(Ce为铈元素):
(1)上述流程中循环使用的物质有__________ 。
(2)上述合成路线中用到15%~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2),其水溶液具有弱碱性,显碱性的原因:HOCH2CH2NH2+H2OHOCH2CH2NH3++OH-,写出足量乙醇胺吸收SO2的化学方程式__________ 。
(3)写出吸收池Ⅲ中,酸性条件下NO转化为NO3-的离子方程式为___________ 。
(4)向吸收池Ⅳ得到的HSO3﹣溶液中滴加少量CaCl2溶液,出现浑浊,pH降低,运用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:_____________ 。(用离子方程式和简要的文字说明)
(5)电解池Ⅴ可使Ce4+再生,装置如下图所示:
生成Ce4+从__________ 口(填字母)流出,写出阴极的电极反应式________________________________ 。
(6)从氧化池Ⅵ中得到粗产品NH4NO3晶体,采用加热蒸干的方法是否合理_______ (填“是”或“否”),原因是_____________________ (若合理,不填该空)。
(1)上述流程中循环使用的物质有
(2)上述合成路线中用到15%~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2),其水溶液具有弱碱性,显碱性的原因:HOCH2CH2NH2+H2OHOCH2CH2NH3++OH-,写出足量乙醇胺吸收SO2的化学方程式
(3)写出吸收池Ⅲ中,酸性条件下NO转化为NO3-的离子方程式为
(4)向吸收池Ⅳ得到的HSO3﹣溶液中滴加少量CaCl2溶液,出现浑浊,pH降低,运用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:
(5)电解池Ⅴ可使Ce4+再生,装置如下图所示:
生成Ce4+从
(6)从氧化池Ⅵ中得到粗产品NH4NO3晶体,采用加热蒸干的方法是否合理
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解题方法
3 . 乙酸是典型的有机酸,在生产、生活中有广泛应用.乙酸作为化工原料可以制备氢气,以乙酸为原料制备氢气时的反应:
反应1(热裂解):
反应2(脱羧基):
(1)中形成____________ 中心____________ 电子的大π键; ____________ 。
(2)向一恒容密闭容器中充入一定量的乙酸气体发生反应1和反应2,反应相同时间后,测得部分气体产率与温度的关系如图。①已知之后氢气产率高于甲烷,试说明理由:_____________________________ 。
②一定温度下,若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气,氢气产率显著提高而产率下降,分析可能原因:____________________________ (用化学方程式表示)。
(3)采用光催化反应技术直接合成乙酸,可符合原子经济学(原子利用率100%)。下列原料组合符合要求的是____________ (填标号)。
A. B. C.
(4)若利用合适的催化剂控制其他副反应(只发生反应1和反应2),温度为时反应达到平衡,此时总压强为力,反应1消耗起始乙酸总量的30%,反应2消耗起始乙酸总量的50%,则平衡时体积分数为____________ %;反应2的平衡常数____________ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数,计算结果用最简式表示)。
(5)研究在水溶液中的电离平衡有重要意义。若室温下将的溶液和溶液等体积混合,恢复至室温后混合溶液中存在。则乙酸的电离平衡常数____________ (用含a和b的代数式表示)。
反应1(热裂解):
反应2(脱羧基):
(1)中形成
(2)向一恒容密闭容器中充入一定量的乙酸气体发生反应1和反应2,反应相同时间后,测得部分气体产率与温度的关系如图。①已知之后氢气产率高于甲烷,试说明理由:
②一定温度下,若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气,氢气产率显著提高而产率下降,分析可能原因:
(3)采用光催化反应技术直接合成乙酸,可符合原子经济学(原子利用率100%)。下列原料组合符合要求的是
A. B. C.
(4)若利用合适的催化剂控制其他副反应(只发生反应1和反应2),温度为时反应达到平衡,此时总压强为力,反应1消耗起始乙酸总量的30%,反应2消耗起始乙酸总量的50%,则平衡时体积分数为
(5)研究在水溶液中的电离平衡有重要意义。若室温下将的溶液和溶液等体积混合,恢复至室温后混合溶液中存在。则乙酸的电离平衡常数
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4 . Ⅰ.甲酸(HCOOH)又名蚊酸,是一种常见的弱酸,常温下甲酸的电离平衡常数(已知)。
(1)设计实验证明甲酸为弱酸,下列实验设计合理的是___________ (填字母)。
A.将甲酸溶液滴入溶液中,观察是否有气泡生成
B.向体积相同、pH相同的盐酸和甲酸溶液中加入足量Zn,比较溶解Zn的质量
C.取一定浓度的甲酸钠溶液,测其pH
(2)常温下,将的甲酸钠(HCOONa)溶液和的甲酸溶液等体积混合配成一种缓冲溶液。
①常温下,的水解平衡常数___________ 。
②该混合溶液的pH约为___________ 。
③该混合溶液中___________ (填“>”“=”或“<”)。
Ⅱ.在一定条件下,可还原氮氧化物,消除氮氧化物污染。工业上,常用和在催化剂作用下合成。在催化剂作用下,,发生反应,平衡混合气中的物质的量分数随温度和压强的变化关系如图所示。
(3)该反应的平衡常数Ka___________ (填“<”“=”或“>”)Kb。
(4)500℃、压强为时,的转化率为___________ %(保留三位有效数字)。
(1)设计实验证明甲酸为弱酸,下列实验设计合理的是
A.将甲酸溶液滴入溶液中,观察是否有气泡生成
B.向体积相同、pH相同的盐酸和甲酸溶液中加入足量Zn,比较溶解Zn的质量
C.取一定浓度的甲酸钠溶液,测其pH
(2)常温下,将的甲酸钠(HCOONa)溶液和的甲酸溶液等体积混合配成一种缓冲溶液。
①常温下,的水解平衡常数
②该混合溶液的pH约为
③该混合溶液中
Ⅱ.在一定条件下,可还原氮氧化物,消除氮氧化物污染。工业上,常用和在催化剂作用下合成。在催化剂作用下,,发生反应,平衡混合气中的物质的量分数随温度和压强的变化关系如图所示。
(3)该反应的平衡常数Ka
(4)500℃、压强为时,的转化率为
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5 . 羟胺(NH2OH)是白色片状晶体,熔点为32.05℃,极易溶于水,受热易分解生成NH3和N2,常用作还原剂,也用作合成抗癌药和农药的原料。羟胺结构可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代而形成。
已知:;
。
有关反应的方程式错误的是
已知:;
。
有关反应的方程式错误的是
A.羟胺还原的反应: |
B.羟胺分解的反应: |
C.向羟胺溶液中滴加过量稀硫酸: |
D.向(NH4)2SO4溶液中加入NH2OH: |
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解题方法
6 . 资源化利用CO2,不仅可以减少温室气体的排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。
(1)CO2的捕集:
①CO2属于___________ 分子(填“极性”或“非极性”),其晶体(干冰)属于__________ 晶体。
②用饱和溶液做吸收剂可“捕集”CO2。若所得溶液,溶液中c(HCO):c(CO)=_______ ;(室温下,的K1=4×10-7;K2=5×10-11)若吸收剂失效,可利用NaOH溶液使其再生,写出该反应的离子方程式_____ 。
③聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。结合下图 分析聚合离子液体吸附CO2的有利条件是____________ 。
(2)生产尿素:工业上以CO2、为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:
第二步:
写出上述合成尿素的热化学方程式_______ 。
(3)合成乙酸:中国科学家首次以、CO2和H2为原料高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
①原料中的可通过电解法由制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成的电极反应式:____________ 。
②根据图示 ,写出总反应的化学方程式:_______ 。
(1)CO2的捕集:
①CO2属于
②用饱和溶液做吸收剂可“捕集”CO2。若所得溶液,溶液中c(HCO):c(CO)=
③聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。
(2)生产尿素:工业上以CO2、为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:
第二步:
写出上述合成尿素的热化学方程式
(3)合成乙酸:中国科学家首次以、CO2和H2为原料高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
①原料中的可通过电解法由制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成的电极反应式:
②
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2024-04-04更新
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339次组卷
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3卷引用:天津市南开中学2020届高三一模化学试卷
解题方法
7 . 氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品。
(1)NH3极易溶于水且溶液显碱性,请用化学方程式解释原因:___________ 。
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaHN2O2)___________ pH(NaNO2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=___________ (保留三位有效数字)。
③0.1mol/LNa2N2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________ 。
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=﹣159.5kJ•mol-1;
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5kJ•mol-1;
反应Ⅲ:H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为___________ 。
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g
①T1℃时,NH3的平衡转化率=______ ,该反应的平衡常数K的值为_____ 。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为_____ (填字母标号)。
(1)NH3极易溶于水且溶液显碱性,请用化学方程式解释原因:
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12 |
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=
③0.1mol/LNa2N2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=﹣159.5kJ•mol-1;
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5kJ•mol-1;
反应Ⅲ:H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g
①T1℃时,NH3的平衡转化率=
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为
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8 . 二氧化碳的捕获、利用是实现碳中和的一个重要战略方向。回答下列问题:
(1)已知:常温下,反应CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)能自发进行。则该反应为____ (填“吸热”或“放热”)反应;上述反应达到平衡后,若其他条件不变,增大CaO的用量,CO2的转化率将____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)工业上以CO2和H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
反应II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1
①将反应物混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂发生反应。
不同温度和压强下,CH3OH平衡产率如图所示。则图中的压强p1____ (填“>”“=”或“<”)p2,推断的依据是____ 。
②T℃时,在体积为V的密闭容器中,反应I、II均达到化学平衡,CO2转化率为25%,且生成等物质的量的CH3OH和CO,则该温度下反应II的平衡常数的值为_____ (用分数表示)。
(3)调节溶液pH可实现工业废气中CO2的捕获和释放。已知20℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=11时,c(H2CO3):c(HCO):c(CO)=1:____ :____ 。(用Ka1、Ka2表示)
(4)电解CO2制HCOOH的原理如图所示,写出在Sn片上发生的电极反应式:____ 。
(1)已知:常温下,反应CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)能自发进行。则该反应为
(2)工业上以CO2和H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
反应II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1
①将反应物混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂发生反应。
不同温度和压强下,CH3OH平衡产率如图所示。则图中的压强p1
②T℃时,在体积为V的密闭容器中,反应I、II均达到化学平衡,CO2转化率为25%,且生成等物质的量的CH3OH和CO,则该温度下反应II的平衡常数的值为
(3)调节溶液pH可实现工业废气中CO2的捕获和释放。已知20℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=11时,c(H2CO3):c(HCO):c(CO)=1:
(4)电解CO2制HCOOH的原理如图所示,写出在Sn片上发生的电极反应式:
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2022-07-14更新
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108次组卷
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3卷引用:辽宁省朝阳市建平县2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
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9 . 氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈,其工艺流程如图所示:
已知:
①Ce4+能与结合成,也能与结合成;
②Ce3+和Na2SO4形成复盐沉淀,Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+;
③硫脲(SCN2H4)具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2。
回答下列问题:
(1)焙烧后,Ce元素转化成CeO2和CeF4,写出焙烧的化学方程式:_______ 。
(2)滤渣A的主要成分是_______ 。
(3)步骤①加入稀硫酸浸出,Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜的条件为_______(填标号)。
(4)写出步骤②中第(i)步加入硫脲还原[CeSO4]2+的离子方程式为_______ 。
(5)CeFCO3在氧化焙烧时会产生一种气体,该气体溶于水后能腐蚀玻璃的原因是_______ (用化学方程式表示)。
(6)常温下,若步骤④中Ce3+恰好沉淀完全[为,此时测得溶液的pH=5,则溶液中_______ {已知常温下,。
已知:
①Ce4+能与结合成,也能与结合成;
②Ce3+和Na2SO4形成复盐沉淀,Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+;
③硫脲(SCN2H4)具有还原性,酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2。
回答下列问题:
(1)焙烧后,Ce元素转化成CeO2和CeF4,写出焙烧的化学方程式:
(2)滤渣A的主要成分是
(3)步骤①加入稀硫酸浸出,Ce的浸出率与c(H+)、温度的关系如图所示,应选择的适宜的条件为_______(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(5)CeFCO3在氧化焙烧时会产生一种气体,该气体溶于水后能腐蚀玻璃的原因是
(6)常温下,若步骤④中Ce3+恰好沉淀完全[为,此时测得溶液的pH=5,则溶液中
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解题方法
10 . 高中化学涉及的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡等,它们在工农业生产中都有广泛的应用。请回答下列问题:
Ⅰ.化学平衡
工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(1)+H2O(l)
(1)将2 mol NH3和1 mol CO2投到一个温度恒定、体积恒定的容器中进行上述反应,一段时间后可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是_______ (填字母)。
a.2υ正(NH3) = υ逆(CO2)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d. CO2、NH3的体积分数均不再改变
(2)取一定量的NH3和CO2放在一个带活塞的密闭真空容器中在一定温度 下反应达平衡,若在恒温、恒压下充入气体He, CO(NH2)2(l)的质量_______ (填“增加”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.电离平衡、水解平衡
(3)某温度下,纯水中c(H+)=2.0 ×10−7 mol∙L−1, 该温度下,0.09 mol∙L−1NaOH溶液与0.01 mol∙L−1 HCl溶液等体积混合(不考虑溶液体积变化)后,溶液的pH=_______ 。
(4)H2A是一种二元弱酸,25℃时不同pH,H2A、HA-、A2−的物种分布如图所示:
①向0.1 mol∙L−1H2A的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,写出pH由3~5时所发生反应的离子方程式:_______ 。
②pH=2.2时,溶液c(H2A):c(HA-)=_______ 。
③0.1 mol∙L−1NaHA溶液显_______ (填“酸性 ”碱性”或“中性”) 。
Ⅲ.沉淀溶解平衡
(5)如图为某温度下,PbS(s)、 ZnS(s)、 FeS(s)分 别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液c(S2−)、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是_______ (填化学式)。
(6)已知常温下,FeS的Ksp= 6.3 ×10−18, H2S的饱和溶液中c(H+)与c(S2−)之间存在如下关系: c2(H+)·c(S2−)=1.0×10−22,将适量FeS投入到氢硫酸饱和溶液中,欲使溶液中c(Fe2+)达到0.063 mol∙L−1,应调节溶液的pH=_______ 。
Ⅰ.化学平衡
工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(1)+H2O(l)
(1)将2 mol NH3和1 mol CO2投到一个温度恒定、体积恒定的容器中进行上述反应,一段时间后可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是
a.2υ正(NH3) = υ逆(CO2)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
d. CO2、NH3的体积分数均不再改变
(2)取一定量的NH3和CO2放在一个带活塞的密闭真空容器中在一定温度 下反应达平衡,若在恒温、恒压下充入气体He, CO(NH2)2(l)的质量
Ⅱ.电离平衡、水解平衡
(3)某温度下,纯水中c(H+)=2.0 ×10−7 mol∙L−1, 该温度下,0.09 mol∙L−1NaOH溶液与0.01 mol∙L−1 HCl溶液等体积混合(不考虑溶液体积变化)后,溶液的pH=
(4)H2A是一种二元弱酸,25℃时不同pH,H2A、HA-、A2−的物种分布如图所示:
①向0.1 mol∙L−1H2A的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,写出pH由3~5时所发生反应的离子方程式:
②pH=2.2时,溶液c(H2A):c(HA-)=
③0.1 mol∙L−1NaHA溶液显
Ⅲ.沉淀溶解平衡
(5)如图为某温度下,PbS(s)、 ZnS(s)、 FeS(s)分 别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,溶液c(S2−)、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸,最先溶解的是
(6)已知常温下,FeS的Ksp= 6.3 ×10−18, H2S的饱和溶液中c(H+)与c(S2−)之间存在如下关系: c2(H+)·c(S2−)=1.0×10−22,将适量FeS投入到氢硫酸饱和溶液中,欲使溶液中c(Fe2+)达到0.063 mol∙L−1,应调节溶液的pH=
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